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<title>makefile_study_one</title><link href='https://fonts.googleapis.com/css?family=Open+Sans:400italic,700italic,700,400&subset=latin,latin-ext' rel='stylesheet' type='text/css' /><style type='text/css'>html {overflow-x: initial !important;}#write, body { height: auto; }
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<div  id='write'  class = 'is-node'><h1><a name='header-n0' class='md-header-anchor '></a>Makefile六层功力的锻炼（一）</h1><hr /><div class='md-toc' mdtype='toc'><p class="md-toc-content"><span class="md-toc-item md-toc-h1" data-ref="n0"><a class="md-toc-inner" href="#header-n0">Makefile六层功力的锻炼（一）</a></span><span class="md-toc-item md-toc-h2" data-ref="n6"><a class="md-toc-inner" href="#header-n6">一、概述</a></span><span class="md-toc-item md-toc-h2" data-ref="n14"><a class="md-toc-inner" href="#header-n14">二、关于程序的编译和链接</a></span><span class="md-toc-item md-toc-h2" data-ref="n39"><a class="md-toc-inner" href="#header-n39">三、Makefile介绍</a></span><span class="md-toc-item md-toc-h3" data-ref="n63"><a class="md-toc-inner" href="#header-n63">1.Makefile的规则</a></span><span class="md-toc-item md-toc-h3" data-ref="n79"><a class="md-toc-inner" href="#header-n79">2.一个示例</a></span><span class="md-toc-item md-toc-h3" data-ref="n106"><a class="md-toc-inner" href="#header-n106">3.make是如何工作的</a></span><span class="md-toc-item md-toc-h2" data-ref="n144"><a class="md-toc-inner" href="#header-n144">四、最后</a></span></p></div><p>声明：大部分内容来自陈皓的跟我一起写Makefile，我在理解的基础上结合我们老师所讲进行了进一步的归纳。</p><h2><a name='header-n6' class='md-header-anchor '></a>一、概述</h2><p>什么是 makefile？或许很多Windows的程序员都不知道这个东西，因为那些Windows的IDE都为你做了这个工作，但我觉得要作一个好的和professional的程序员，makefile还是要懂。这就好像现在有这么多的HTML的编辑器，但如果你想成为一个专业人士，你还是要了解 HTML 的标识的含义。特别在Unix下的软件编译，你就不能不自己写makefile 了，会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力。</p><p>因为，makefile关系到了整个工程的编译规则。一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为makefile就像一个 Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。</p><p>makefile 带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make 命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。make 是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的 IDE 都有这个命令，比如：Delphi 的
make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。</p><h2><a name='header-n14' class='md-header-anchor '></a>二、关于程序的编译和链接</h2><p>在此，我想多说关于程序编译的一些规范和方法，一般来说，无论是 C、C++、还是 pas，
首先要把源文件编译成中间代码文件，在 Windows 下也就是 .obj 文件，UNIX 下是 .o 文
件，即 Object File，这个动作叫做编译（compile）。然后再把大量的 Object File
合成执行文件，这个动作叫做链接（link）。</p><p>编译时，编译器需要的是语法的正确，函数与变量的声明的正确。对于后者，通常是你需要
告诉编译器头文件的所在位置（头文件中应该只是声明，而定义应该放在 C/C++文件中），
只要所有的语法正确，编译器就可以编译出中间目标文件。一般来说，每个源文件都应该对
应于一个中间目标文件（O 文件或是 OBJ 文件）。</p><p>链接时，主要是链接函数和全局变量，所以，我们可以使用这些中间目标文件（O 文件或是
OBJ 文件）来链接我们的应用程序。链接器并不管函数所在的源文件，只管函数的中间目标
文件（Object File），在大多数时候，由于源文件太多，编译生成的中间目标文件太多，
而在链接时需要明显地指出中间目标文件名，这对于编译很不方便，所以，我们要给中间目
标文件打个包，在 Windows 下这种包叫“库文件”（Library File)，也就是 .lib 文件，
在 UNIX 下，是 Archive File，也就是 .a 文件。</p><p>总结一下，源文件首先会生成中间目标文件，再由中间目标文件生成执行文件。在编译时，
编译器只检测程序语法，和函数、变量是否被声明。如果函数未被声明，编译器会给出一个
警告，但可以生成 Object File。而在链接程序时，链接器会在所有的 Object File 中
找寻函数的实现，如果找不到，那到就会报链接错误码（Linker Error），在 VC 下，这种
错误一般是：Link 2001 错误，意思说是说，链接器未能找到函数的实现。你需要指定函
数的 Object File.</p><h2><a name='header-n39' class='md-header-anchor '></a>三、Makefile介绍</h2><p>make 命令执行时，需要一个 Makefile/makefile 文件，以告诉 make 命令需要怎么样的去编译和链
接程序。</p><p>首先，我们用一个示例来说明 Makefile 的书写规则。以便给大家一个感性认识。这个示例
来源于 GNU 的 make 使用手册，在这个示例中，我们的工程有 8 个 C 文件，和 3 个头文件，
我们要写一个 Makefile 来告诉 make 命令如何编译和链接这几个文件。我们的规则是：</p><ul><li>1）如果这个工程没有编译过，那么我们的所有 C 文件都要编译并被链接。</li><li>2）如果这个工程的某几个 C 文件被修改，那么我们只编译被修改的 C 文件，并链接目
标程序。</li><li>3）如果这个工程的头文件被改变了，那么我们需要编译引用了这几个头文件的 C 文件，
并链接目标程序。</li></ul><p>只要我们的 Makefile 写得够好，所有的这一切，我们只用一个 make 命令就可以完成，make
命令会自动智能地根据当前的文件修改的情况来确定哪些文件需要重编译，从而自己编译所
需要的文件和链接目标程序。</p><h3><a name='header-n63' class='md-header-anchor '></a>1.Makefile的规则</h3><p>在讲述这个 Makefile 之前，还是让我们先来粗略地看一看 Makefile 的规则。</p><pre class="md-fences md-end-block" lang="makefile"> <div class="CodeMirror cm-s-inner CodeMirror-wrap"><div style="overflow: hidden; position: relative; width: 3px; height: 0px; top: 4px; left: 4px;"></div><div class="CodeMirror-scrollbar-filler" cm-not-content="true"></div><div class="CodeMirror-gutter-filler" cm-not-content="true"></div><div class="CodeMirror-scroll" tabindex="-1"><div class="CodeMirror-sizer" style="margin-left: 0px; margin-bottom: 0px; border-right-width: 30px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px;"><div style="position: relative; top: 0px;"><div class="CodeMirror-lines" role="presentation"><div role="presentation" style="position: relative; outline: none;"><div class="CodeMirror-measure"><pre><span>xxxxxxxxxx</span></pre></div><div class="CodeMirror-measure"></div><div style="position: relative; z-index: 1;"></div><div class="CodeMirror-code" role="presentation"><div class="CodeMirror-activeline" style="position: relative;"><div class="CodeMirror-activeline-background CodeMirror-linebackground"></div><div class="CodeMirror-gutter-background CodeMirror-activeline-gutter" style="left: 0px; width: 0px;"></div><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;">target ... : prerequisites ...</span></pre></div><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp;  command</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp;  ...</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp;  ...</span></pre></div></div></div></div></div><div style="position: absolute; height: 30px; width: 1px; border-bottom: 0px solid transparent; top: 100px;"></div><div class="CodeMirror-gutters" style="display: none; height: 130px;"></div></div></div></pre><p>target 也就是一个目标文件，可以是 Object File，也可以是执行文件。还可以是
一个标签（Label），对于标签这种特性，在后续的“伪目标”章节中会有叙述。</p><p>prerequisites 就是，要生成那个 target 所需要的文件或是目标。</p><p>command 也就是 make 需要执行的命令。（任意的 Shell 命令）</p><p>这是一个文件的依赖关系，也就是说，target 这一个或多个的目标文件依赖于
prerequisites 中的文件，其生成规则定义在 command 中。说白一点就是说，
prerequisites 中如果有一个以上的文件比 target 文件要新的话，command 所定义的
命令就会被执行。这就是 Makefile 的规则。也就是 Makefile 中最核心的内容。</p><h3><a name='header-n79' class='md-header-anchor '></a>2.一个示例</h3><p>正如前面所说的，如果一个工程有 3 个头文件，和 8 个 C 文件，我们为了完成前面所述的那
三个规则，我们的 Makefile 应该是下面的这个样子的。</p><pre class="md-fences md-end-block" lang="makefile" style="break-inside: unset;"> <div class="CodeMirror cm-s-inner CodeMirror-wrap"><div style="overflow: hidden; position: relative; width: 3px; height: 0px; top: 4px; left: 4px;"></div><div class="CodeMirror-scrollbar-filler" cm-not-content="true"></div><div class="CodeMirror-gutter-filler" cm-not-content="true"></div><div class="CodeMirror-scroll" tabindex="-1"><div class="CodeMirror-sizer" style="margin-left: 0px; margin-bottom: 0px; border-right-width: 30px; padding-right: 0px; padding-bottom: 0px;"><div style="position: relative; top: 0px;"><div class="CodeMirror-lines" role="presentation"><div role="presentation" style="position: relative; outline: none;"><div class="CodeMirror-measure"><pre><span>xxxxxxxxxx</span></pre></div><div class="CodeMirror-measure"></div><div style="position: relative; z-index: 1;"></div><div class="CodeMirror-code" role="presentation" style=""><div class="CodeMirror-activeline" style="position: relative;"><div class="CodeMirror-activeline-background CodeMirror-linebackground"></div><div class="CodeMirror-gutter-background CodeMirror-activeline-gutter" style="left: 0px; width: 0px;"></div><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">edit :</span> main.o kbd.o command.o display.o \</span></pre></div><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp;  insert.o search.o files.o utils.o</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">cc</span> -o edit main.o kbd.o command.o display.o \</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp; &nbsp;  insert.o search.o files.o utils.o</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">main.o :</span> main.c defs.h</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">cc</span> -c main.c</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">kbd.o :</span> kbd.c defs.h command.h</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">cc</span> -c kbd.c</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">command.o :</span> command.c defs.h command.h</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">cc</span> -c command.c</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">display.o :</span> display.c defs.h buffer.h</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">cc</span> -c display.c</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">insert.o :</span> insert.c defs.h buffer.h</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">cc</span> -c insert.c</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">search.o :</span> search.c defs.h buffer.h</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">cc</span> -c search.c</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">files.o :</span> files.c defs.h buffer.h command.h</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">cc</span> -c files.c</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">utils.o :</span> utils.c defs.h</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">cc</span> -c utils.c</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"><span class="cm-def">clean :</span></span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp;<span class="cm-builtin">rm</span> edit main.o kbd.o command.o display.o \</span></pre><pre class=" CodeMirror-line " role="presentation"><span role="presentation" style="padding-right: 0.1px;"> &nbsp; &nbsp; &nbsp;  insert.o search.o files.o utils.o</span></pre></div></div></div></div></div><div style="position: absolute; height: 30px; width: 1px; border-bottom: 0px solid transparent; top: 537px;"></div><div class="CodeMirror-gutters" style="display: none; height: 567px;"></div></div></div></pre><p>反斜杠（\）是换行符的意思。这样比较便于 Makefile 的易读。我们可以把这个内容保存
在文件为“Makefile”或“makefile”的文件中，然后在该目录下直接输入命令“make”
就可以生成执行文件 edit。如果要删除执行文件和所有的中间目标文件，那么，只要简单
地执行一下“make clean”就可以了。</p><p>在这个 makefile 中，目标文件（target）包含：执行文件 edit 和中间目标文件（*.o），
依赖文件（prerequisites）就是冒号后面的那些 .c 文件和 .h 文件。每一个 .o 文件
都有一组依赖文件，而这些 .o 文件又是执行文件 edit 的依赖文件。依赖关系的实质上
就是说明了目标文件是由哪些文件生成的，换言之，目标文件是哪些文件更新的。</p><p>在定义好依赖关系后，后续的那一行定义了如何生成目标文件的操作系统命令，一定要以一
个 Tab 键作为开头。记住，make 并不管命令是怎么工作的，他只管执行所定义的命令。make
会比较 targets 文件和 prerequisites 文件的修改日期，如果 prerequisites 文件的
日期要比 targets 文件的日期要新，或者 target 不存在的话，那么，make 就会执行后续
定义的命令。</p><p>这里要说明一点的是，clean 不是一个文件，它只不过是一个动作名字，有点像 C 语言中的
lable 一样，其冒号后什么也没有，那么，make 就不会自动去找文件的依赖性，也就不会
自动执行其后所定义的命令。要执行其后的命令，就要在 make 命令后明显得指出这个 lable
的名字。这样的方法非常有用，我们可以在一个 makefile 中定义不用的编译或是和编译无
关的命令，比如程序的打包，程序的备份，等等。</p><h3><a name='header-n106' class='md-header-anchor '></a>3.make是如何工作的</h3><p>在默认的方式下，也就是我们只输入 make 命令。那么，</p><ul><li>1、make 会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。</li><li>2、如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找
到“edit”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。</li><li>3、如果 edit 文件不存在，或是 edit 所依赖的后面的[.o]文件的文件修改时间要比
edit 这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成 edit 这个文件。</li><li>4、如果 edit 所依赖的.o 文件也存在，那么 make 会在当前文件中找目标为.o 文件的
依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成.o 文件。（这有点像一个堆栈的过程）</li><li>5、当然，你的 C 文件和 H 文件是存在的啦，于是 make 会生成 .o 文件，然后再用 .o</li></ul><p>文件生命 make 的终极任务，也就是执行文件 edit 了。</p><p>这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦。</p><p>通过上述分析，我们知道，像 clean 这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么
它后面所定义的命令将不会被自动执行，不过，我们可以显示要 make 执行。即命令——
“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译。</p><p>于是在我们编程中，如果这个工程已被编译过了，当我们修改了其中一个源文件，比如
file.c，那么根据我们的依赖性，我们的目标 file.o 会被重编译（也就是在这个依性关
系后面所定义的命令），于是 file.o 的文件也是最新的啦，于是 file.o 的文件修改时间
要比 edit 要新，所以 edit 也会被重新链接了（详见 edit 目标文件后定义的命令）。</p><p>而如果我们改变了“command.h”，那么，kdb.o、command.o 和 files.o 都会被重编译，
并且，edit 会被重链接。</p><h2><a name='header-n144' class='md-header-anchor '></a>四、最后</h2><p>以上就是Makefile的第一层功力了，了解Makefile如何去写，了解Makefile的核心和本质，了解Makefile如何取工作，大概理解一下make clean的原理。然后根据这里的内容写一个最中规中矩的Makefile去体会一下Makefile。</p></div>
</body>
</html>